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海洋付着生物に学ぶ天然高分子複合素材の開発

研究課題

研究課題/領域番号 14750709
研究種目

若手研究(B)

配分区分補助金
研究分野 高分子構造物性(含繊維)
研究機関信州大学

研究代表者

大川 浩作  信州大学, 繊維学部, 助教授 (60291390)

研究期間 (年度) 2002 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
2004年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2003年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2002年度: 1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
キーワード海洋付着生物 / バイオミメティック / 水溶性高分子 / 構造解析 / 機能繊維材料 / タンパク質複合繊維 / 生分解特性 / 表面化学 / 表面科学
研究概要

付着生物由来の接着物質の付着機構解明と工学利用を可能にするため、種々の海産二枚貝の接着タンパク質の化学合成および接着特性に関する研究を展開した。本年度では、海産無脊椎動物由来の材料の性質を分子レベルで解明する。海産生物由来繊維の分子構造を明らかにし、高分子化学的視点から用途開発を可能にするため、以下の研究を行った。
(1)足糸タンパク質のアミノ酸配列の決定
8種類の前駆体タンパク質のうち、最大高分子量のタンパク質の精製およびアミノ酸配列分析を行った。このタンパク質は、10残基のペプチドが繰り返して配列する構造タンパク質の一つであることを明らかにした。このタンパク質はポリフェノール性タンパク質の一つであると考えられる。10残基のうち2残基は、構造不明なアミノ酸であったが、他の分析結果から、少なくとも一つには糖鎖が結合していることが明らかになった。
(2)イガイ足糸繊維タンパク質の分析
足糸を形成する繊維素タンパク質を全て同定し、各々の構成タンパク質がどのように配置され、繊維の強度向上にどのように寄与しているかという問題に取り組むため、はじめに、足糸を形成するタンパク質の生化学的分析を行った。その結果、足糸は、複数種類の前駆体タンパク質がキノンの縮合反応に基づく架橋反応によって形成され、少なくとも8種類、内、一つは糖鎖が結合しているタンパク質であることが明らかになった。
(3)イガイ類足糸を模倣した高強度繊維材料の開発
海洋接着タンパク質はコラーゲンと複合して高次階層構造を形成し、極めて強い物理的強度と安定な化学的・生化学的特性を持つ。接着タンパク質と天然多糖の複合材料系を研究し、バイオミメティックな繊維材料の作成を試みた。イガイ足糸を模倣した高強度繊維の開発のため、イガイの足糸形成機構に基づき、ポリペプチドの分子を設計し、実際に、合成、繊維化、および機械的特性の評価を行った。

報告書

(3件)
  • 2004 実績報告書
  • 2003 実績報告書
  • 2002 実績報告書
  • 研究成果

    (31件)

すべて 2005 2004 その他

すべて 雑誌論文 (6件) 図書 (1件) 産業財産権 (1件) 文献書誌 (23件)

  • [雑誌論文] Synthesis of enzymatically crosslinkable peptide-poly(L-lysine) conjugate and creation of bio-inspired hybrid fibers2004

    • 著者名/発表者名
      H.Tonegawa
    • 雑誌名

      Macromol.Biosci. 4(5)

      ページ: 503-511

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Methionine-containing poly(amino acid) hybrid fibers via self-assembly at aqueous interface2004

    • 著者名/発表者名
      D.Satoyoshi
    • 雑誌名

      Macromol.Mater.Eng. 289(6)

      ページ: 495-496

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Biodegradation of electrospun poly(ε-caprolactone) non-woven fabrics by pure-cultured soil filamentous fungi2004

    • 著者名/発表者名
      K.Ohkawa
    • 雑誌名

      J.Polym.Environ. 12(4)

      ページ: 211-218

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Electrospun non-woven fabrics of poly(ε-caprolactone) and their biodegradation by pure cultures of soil filamentous fungi2004

    • 著者名/発表者名
      K.Ohkawa
    • 雑誌名

      Macromol.Symp. 216(1)

      ページ: 301-306

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] I glycosylated byssal precursor protein from the green mussel Perna viridis with modified Dopa side-chains2004

    • 著者名/発表者名
      K.Ohkawa
    • 雑誌名

      Biofouling 20(2)

      ページ: 101-115

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Electrospinning of chitosan2004

    • 著者名/発表者名
      K.Ohkawa
    • 雑誌名

      Macromol.Rapid Commun. 25(18)

      ページ: 1600-1605

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [図書] Biotechnology of Biopolymers Vol.22005

    • 著者名/発表者名
      K.Ohkawa
    • 総ページ数
      29
    • 出版者
      Wiley-VCH
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [産業財産権] 多目的天然高分子複合繊維とその織物

    • 発明者名
      山本 浩之
    • 権利者名
      信州大学
    • 産業財産権番号
      2004-315014
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [文献書誌] M.Hachisu: "Preparation of silk-like fibers designed by self-assembled ionic polypeptides"Macromol.Biosci.. 3(2). 92-99 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] M.Yamada: "DNA with gamma-aminopropyltriethoxysilane switches between B- and C-form structures under thermal control"ChemBioChem. 2003(2-3). 232-234 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Hirata: "Small-angle X-ray scattering studies of moderately concentrated dextran solution"Carbohydrate Polymers. 53. 331-335 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] H.Yamamoto: "Synthesis of sequential polypeptides containing O-phospho-L-serine"Macromol.Biosci.. 3(7). 354-363 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] K.Ohkawa: "Photoresponsive peptide and polypeptide systems 15 : Synthesis of photo-crosslinkable poly(amino acid)s by watery process and its application as a reinforcement for polyion complex fibers"J.Mater Sci.. 38(15). 3191-3197 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] T.Sugawara: "Chiral biomineralization : Mirror-imaged helical growth of calcite with chiral phosphoserine copolypeptides"Macromol.Rapid Commun.. 24(14). 847-851 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] A.Nishida: "Green mussel Perna viridis L. : Attachment behaviour and preparation of antifouling surfaces"Biomol.Eng.. 20(4-6). 381-387 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] H.Yamamoto: "Preparation of polyion complex capsule and fiber of chitosan and gellan-sulfate at aqueous interface"Bull.Chem.Soc.Jpn.. 76(10). 2053-2057 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] K.Ohkawa: "Preparation and characterization of chitosan-gellan hybrid capsules formed by self-assembly at an aqueous solution interface"Macromol.Mater.Eng.. 289(1). 33-40 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Kuboe: "Quinone cross-linked polysaccharide hybrid fiber"Biomacromolecules. 5(2). 348-357 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 大川浩作: "ポリイオンコンプレクス型天然素材繊維"繊維と工業. 60(1). 15-20 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] K.Ohkawa: "A glycosylated byssal precursor protein from the green mussel Perna viridis with modified Dopa side-chains"Biofouling. (in press). (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] H.Tonegawa: "Synthesis of enzymatically crosslinkable peptide-poly(L-lysine) conjugate and creation of bio-inspired hybrid fibers"Macromol.Biosci.. (in press). (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] D.Satoyoshi: "Methionine-containing poly(amino acid) hybrid fibers via self-assembly at aqueous interface"Macromol.Mater.Eng.. (in press). (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] K.Ohkawa: "Biopolymers Vol.7 : Polyamides and Complex Proteinaceous Materials I"Wiley-VCH, Weinheim, Germany. 32 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] H.Yamamoto: "Bioceramics 16 : Key Eng. Mater. Vols.254-256"3 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 大川浩作: "水溶液界面における高分子複合体形成による多目的新素材の創成"接着. 46(2). 70-75 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] K.Ohkawa: "Preparing of chitosan-poly(acrylic acid) composite fibers by self-assembly at an aqueous solution interface"Tex. Res. J.. 72(2). 120-124 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Takahashi: "Water-soluble polypeptides at aqueous interface produce extensible silk-like fiber"Macromol. Rapid Commun.. 23(9). 540-543 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] K.Nagaya: "Attachment strengh of an adhesive nuisance mussel, Limnoperna fortunei, against water flow"Biofouling. 17(1). 263-274 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Matsui: "Effectiveness of anti-fouling coatings and water flow in controlling attachment of the nuisance mussel Limnoperna fortunei"Biofouling. 18(2). 137-148 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] H.Yamamoto: "Encyclopedia of Surface and Colloid Science"A. Hubbard. Ed., Marcel Dekker, Inc., NY(USA). 14 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] K.Ohkawa: "Biopolymers, Vol.7"A. Steinbuchel & S. R. Fahnestock, Eds., Wiley-VCH, Weinheim, Germany. 32 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書

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公開日: 2002-04-01   更新日: 2016-04-21  

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